Конвекция при высоких скоростях потока

Процесс теплопередачи, реализуемой в испарительном конденсаторе, включает в себя конденсацию паров хладагента теплопроводность через стенку трубы н ребра теплопроводность и конвекцию от поверхности труб и ребер к наружной поверхности пленки воды, покрывающей трубы и ребра тепло- и массообмен между смоченной поверхностью и потоком воздуха. Наибольшее частное термическое сопротивление создается в зоне контакта воды и воздуха, поэтому температура воды во время работы конденсатора достаточно высока и приближается к температуре конденсации. Уменьшить это термическое сопротивление можно, увеличив скорость движения воздуха (обычно до 3—5 м/с), а также поверхность соприкосновения воды и воздуха (это достигается путем применения оребренных труб). [c.194]

Конвекция при высоких скоростях потока................326 [c.276]

Конвекция при высоких скоростях потока [c.326]

Конвекция при высоких скоростях потока................826 [c.276]

В работе [5] предложен механизм, позволяющий объяснить это явление. При заданной плотности теплового потока на поверхности разность температур стенки трубы и протекающей в ней жидкости определяется скоростями конвекции и изменением коэффициента температуропроводности жидкости. При ламинарном режиме течения эффективный коэффициент температуропроводности является постоянным (не считая зависимости от температуры) и равным молекулярному коэффициенту температуропроводности. Однако для турбулентного течения его величина примерно на порядок больше и резко изменяется при удалении от стенки. На рис. 10.6.7 дано качественное описание профилей скорости и напряжения трения в турбулентном смешанно-конвективном потоке. В ламинарном течении, как показывают экспериментальные данные, единственным эффектом является искажение этих профилей. Аналогичный сдвиг профилей возникает и в турбулентном течении. Однако в этом случае доминирует существенно более высокий турбулентный коэффициент температуропроводности. [c.632]

Преимущество нагнетания воздуха состоит в том, что вентилятор и привод находятся в холодном воздухе, что повышает эффективность вентилятора (а это может снизить его стоимость), упрощает крепление вентилятора и привода и облегчает обслуживание. Однако воздушный поток через трубный пучок очень неоднородный, и низкая скорость нагретого воздуха при естественной конвекции может стать причиной рециркуляции горячего воздуха и снижения разности температур. Откачивание воздуха обеспечивает высокие скорости и настолько уменьшает влияние естественной конвекции, что рециркуляция становится маловероятной. Для защиты пакета труб от механических повреждений и дождя или града применяются жалюзи. [c.8]

При испарении в неподвижный воздух скорость испарения определяется скоростью диффузии паров в окружающее пространство. При высоких скоростях воздушного потока и турбулентном режиме его течения скорость диффузии уже не имеет решающего значения в таких условиях скорость испарения зависит от скорости конвективных токов и от скорости движения вихрей. Испарение при этом идет в условиях вынужденной конвекции. [c.39]

Проволока, натянутая небольшой спиральной пружиной, изолирована от металла маленькими бакелитовыми пробками через пружину проходит электрический ток. Обратно ток идет по медной проволоке, протянутой в тонком стеклянном капилляре, проложенном вдоль стенки держателя. В полую вершину держателя наливают расплавленный пи-цеин, чтобы предотвратить утечку газа и закрепить проволоки. Длина платиновых проволок 115 мм, диаметр 0,05 лш и сопротивление около 7,9 ом. Отверстия 1 предназначены для стандартного газа отверстия 2 — для анализируемого. Последний проходит через центральное отверстие, и часть его шунтируется мимо проволок через узкие каналы 5 и 4 (рис. 26). Таким путем удается избежать охлаждения от конвекции даже в том случае, когда скорость потока газа весьма высока. Шунтирующий эффект изменяется с помощью пластинок 5 с отверстиями различного диаметра. Оба отверстия для стандартного газа закрывают специальными оправами, через которые он проходит, или пробками с нарезкой, если в качестве стандартного газа применяют воздух. Кроме того, в верхней части блока отверстия соединены узким каналом 6. Если газ шунтировать неудобно, то можно его пропускать через эти отверстия, а стандартный газ — через два других. После того как в блок вставлены все четыре держателя, концы проволок припаивают к четырем изолированным штифтам 7. Затем надевают колпачок 8. Нижние концы четырех штифтов припаивают к клеммам гальванометра и аккумулятора. Отдельные детали прибора показаны на рис. 27. [c.48]

На рис. 2,а схематически изображена нагревательная печь, облицованная изнутри огнеупорной футеровкой Дуга горит между графитовыми электродами, расположенными горизонтально. Воздух подается снизу и, нагреваясь в дуге, удаляется через верхнюю часть печи. Поскольку потоками естественной и вынужденной конвекции дуга выдувается вверх, она не может устойчиво гореть при высоких скоростях обдува. Поэтому скорость газового потока так же невелика, как и при естественной конвекции. Устойчивость горения дуги несколько повышается при вертикальном расположении электродов (рис. 26), однако в этом случае при повышении скорости обдува снижается температура нагрева газа, а опорная точка дуги сдувается с торцевой поверхности верхнего электрода. Увеличить температуру нагрева газа за счет уменьшения диаметра камеры не представляется возможным из-за быстрого разрушения огнеупорной футеровки. [c.8]

В контактных реакторах чаще всего процесс проходит в кинетической или внутридиффузионной областях. Учитывая большое влияние температуры на скорость реакции в этих областях, можно считать, что рещающее значение для увеличения масштаба имеет характер процесса теплопереноса. Этот процесс складывается из теплообмена в жидкости (газе) и в зернах катализатора, теплоотдачи на границе фаз и до стенки аппарата, конвекции в потоке реагентов при высоких температурах следует учитывать также теплообмен лучеиспусканием. [c.466]

Жидкие среды с низкой теплопроводностью имеют последнюю на 1—2 порядка, ниже, чем металлы, но их плотность на 3—4 порядка выше, чем плотность газообразных теплоносителей. Для солей и шлаков параметр Л1 столь низок, что высокое значение коэффициента теплоотдачи конвекцией можно обеспечить только за счет увеличения удельной мощности потока теплоносителя, т. е. его скорости при вынужденной конвекции или температурного напора при естественной. При естественной конвекции, кроме достаточного температурного напора, необходимо иметь высокое значение характерного геометрического параметра Хо, поскольку при низких значениях Хо уменьшается пг и высокая плотность теплоносителя и температурный напор оказывают меньшее влияние на теплообмен конвекцией. Практически это означает, что поверхность нагрева необходимо располагать вертикально. [c.88]

Уменьшение сопротивлений мас-со- и теплопереносу, лимитирующих скорость превращения. В некоторых случаях (см. раздел VIII) скорости массо- или теплопереноса через границу раздела фаз определяют скорость превращения. Ламинарная пограничная пленка оказывает основное сопротивление этим процессам, поскольку перенос массы через нее осуществляется только диффузией, а перенос теплоты — теплопроводностью, т. е. относительно медленно. За этой пленкой перенос массы и теплоты происходит главным образом конвекцией. Чем больше толщина пограничной пленки, тем выше сопротивление. В связи с этим наименее выгоден ламинарный режим движения потоков в системе. При высокой турбулентности потоков толщина пограничной ламинарной пленки меньше и, следовательно, легче и более быстро осуществляется транспорт массы и теплоты в другую фазу. [c.414]

С некоторой степенью точности замкнутой системой можно считать каждый элемент объема в ламинарном потоке. Если струя газа или жидкости проходит через реакционный сосуд, в котором созданы условия, необходимые для протекания химической реакции (например, достаточно высокая температура нлн присутствие необходимого катализатора), то при отсутствии конвекции и достаточно малой скорости диффузии вещества в направлении потока каждый объем реакционной смеси можно рассматривать как независимый от остальных, т. е. как перемещающуюся в пространстве замкнутую систему. Такой способ проведения химических реакций широко используется в научно-исследовательской работе и в промышленности. Соответствующие реакторы получили название реакторов идеального вытеснения. [c.34]

Теплоотдача. При сравнительно небольших паросодержаниях потока, соответствующих пузырьковому и снарядному режимам, интенсивность теплоотдачи определяется как однофазной конвекцией жидкости, так и процессом парообразования. Вклад каждой составляющей зависит от тепловой нагрузки, давления, скорости и паросодержания потока. При низких тепловых нагрузках главную роль играет первая составляющая, при высоких — вторая. [c.185]

В работе [14] выполнен анализ смешанной конвекции около поверхности с постоянной плотностью теплового потока в области, расположенной вдали от передней кромки. Одновременно были введены поправки более высокого порядка к результатам расчета пограничного слоя и учитывалось влияние ненулевой скорости внешнего течения. Анализ проводился с помощью метода сращивания асимптотических разложений. Было установлено, что сделанная в анализе Уилкса [178] в уравнении поправка первого порядка для разложений в дальней области течения оказывает всего лишь слабое влияние на решение. Ниже приводятся полученные в результате расчета выражения для местных значений напряжения поверхностного трения, температуры стенки и числа Нуссельта. [c.591]

Из этого уравнения следует, что разность [с л(я/2)—с л(0)] остается положительной даже при высоких скоростях потока, направленного из раствора. Таким образом, количество вещества, переносимого тангенциальными движениями в направлении роста -0, всегда боль-ще, чем количество, доставляемое на поверхность электрода радиальной конвекцией и диффузией. Рост концентрации ПАОВ с а( ) способствует снижению пограничного натяжения при 0 = л по отношению к 0=0. Следовательно, поверхность капли, сжимаясь от области с меньшим к области с большим пограничным натяжением, стремится противостоять возникшим потокам. [c.148]

Методом вращающегося дискового электрода и другими методами с высокими скоростями потока можно измерить константы скорости гетерогенной реакции первого порядка вплоть до 0,1 см с , прежде чем возрастание диффузионного контроля приводит к потере чувствительности к кинетическому контролю. Брукенштейн и Прагер [98] рассмотрели переходное поведение системы с вращающимся дисковым электродом после приложения скачка потенциала. Этот метод позволяет измерять константы скоростей по меньше й мере на поря док выше, чем другие нестационарные методы без вынужденной кон векции (см. разд. VII). При достаточно кратковременных возмуще ниях кривые зависимости приэлектродной концентрации и тока от времени в системах с вынужденной конвекцией приближаются к со ответствующим кривым в системах без конвекции, поскольку кон центрация в растворе изменяется лишь на малых расстояниях по сравнению с толщиной гидродинамического пограничного слоя [190]. Основным преимуществом переходных методов по сравнению со ста [c.184]

Конструкция устойства для испытания по методу петли может широко изменяться по размерам и по сложности, однако все варианты конструкции могут быть разделены на два основных типа петли, в которых конвекция осуществляется с помощью нагрева петли, где конвекция происходит под действием давления. В обоих типах жидкая среда течет непрерывным сплошным потоком в петле, расположенной вертикально. Одна часть петли нагревается, в то время как другая — охлаждается для поддержания постоянного перепада температур в системе. В системе этого типа течение жидкости поддерживается за счет термической конвекции, а скорость течения зависит от отношения температур части петли с максимальным нагревом и части охлажденной петли, а также от температурного градиента и физических свойств жидкости. Схема работы такой петли, построенная на принципе температурной конвекции, показана на рис. 10.26. Этот метод был использован де Ваном и др. [234] для изучения потерь массы металла при литье на сплавах ниобия, а также для того, чтобы определить скорости перехода азота и углерода между ванадиевыми сплавами и нержавеющей сталью в жидком натрии [235]. Этот тип конвекции ограничен низкими скоростями потока (максимально 6 см/с), и поэтому там, где требуются более высокие скорости потока жидкости, следует использовать либо ме- [c.586]

Ввиду небольщой длины температура продуктов сгорания и кладки в каждой секции является примерно постоянной. В целом по печи температура в первых по ходу металла секциях может повыщаться от секции к секции, а в последних перед выдачей секциях может быть несколько ниже. Для осуществления скоростного нагрева в секционных печах поддерживают более высокую разность температур между рабочим пространством печи и нагреваемой заготовкой, чем в других печах. Нагрев происходит в основном излучением, однако благодаря небольщому объему рабочего пространства продукты сгорания, вылетающие из горелок, сохраняют высокие скорости. Кроме того, их направляют или прямо на заготовку, или по касательной к- ней, создавая вокруг нее вращающийся с высокой скоростью поток газов. Поэтому конвекция в секционных печах играет существенную роль и ее необходимо учитывать при расчете. [c.76]

Наверху радиационно секции размещен излучающий конус, который, с одной стороны, нагреваясь до высокой температуры, увеличивает количество тепла, передаваемого излучением в верхнюю половину радиационной секции, а с другох стороны, — увеличивает скорость потока продуктов сгорания (который с падениенг их температуры уменьшается) и, наконец, но некоторым литературным источникам, направляет часть более холодных продуктов сгорания в пространство между трубами и стено11. Затем продукты сгорания через это пространство опускаются вниз, повышая теило, переданное 1 поверхности труб, за счет конвекции и, смешиваясь с раскаленными продуктами сгорания у горелок, снижают их температуру. У печей малых диаметров горелка помещается в коническом топочном пространстве, образованном футеровкой, благодаря чему не происходит излишнего охлаждения пламени и оно не затухает. [c.19]

Предполагают, что перенос тепла и вещества в направлении газового потока осуществляется лишь при помощи вынужденной конвекции. Принимается также, что из-за высокой скорости тепломассопередачи между газом и зерном катализатора температурными и концентрационными перепадами между ними можно пренебречь. Другим обычным допущением является предположение о том, что градиенты по радиусу реактора для слоя катализатора, работающего даже в неадиабатических условиях, отсутствуют. Наконец, всегда предполагают, что процесс выжига протекает без изменения реакционного объема. Кроме того, рассматривается только одна химическая реакция, кинетическое уравнение для скорости которой (и, мольм с ) имеет вид (4.2). [c.83]

Применение более высоких скоростей движепия потока сырья позволяет так ке уменьшить диаметр труб, что дает возможность более компактно разместить пх в камере конвекции и добиться более высоких скоростей движения дымовых газов и более эффективной теплопередачи в камере конвекции. При уменьшении диаметра труб сокращается также расход металла за счет уменьшения веса труб и печных змеевиков и, следовательно, снижается стоимость трубчатой печи. Увеличение скорости движения сырья в трубчато печи облегчает также создание высокопроизводительной трубчатой печи. [c.495]

Псевдоожиженный слой характеризуется высокой интенсивностью перемешивания частиц и значительной теплопередачей от слоя к газу или наоборот. Интенсивность теплопередачи конвекцией зависит от скорости омывания твердых частиц газом, т. е. теоретически она могла бы быть одинаковой для стационарного и псевдоожиженного слоев (при одной и той же относительной скорости потока), но состояние псевдоожижения более благоприятно для контакта частиц с газовым потоком, который распределяется более равномерно. Кроме того, большое значение приобретает перенос тепла за счет теплопроводности псевдоожнженных твердых частиц для частиц неподвижного слоя, особенно пористых, этот фактор очень мал. В итоге коэффициент теплопередачи в псевдоожиженном слое весьма значителен — он составляет от 1047 до 1673 кДж/(м2.ч-К), т. е. 250—400 ккал/(м -ч-°С). [c.31]

Математический аппарат, на основе которого выведены представленные в данном разделе уравнения, справедлиа только в случае ламинарного потока жидкости При очень высоких скоростях вращения электрода поток становится турбулентным, а при очень низких скоростях вращения нежелательную роль начинает играть естественная конвекция. Требования соблюдения ламинарности и отсутствия естественной коивекцни можно сформулировать с помощью числа Рейнольдса J e, определяемого для вращающегося дискового электрода уравнением (3 59) [c.125]

В качестве детектора в препаративном хроматографе чаще всего используют катарометр, хотя в последнее вре гя начинают применять и ионизационные детекторы. Особенностью работы детекторов при препаративной хроматографии является высокая скорость газа-носителя, в качестве которого обычно используется азот. Высокая скорость в сочетании с низкой теплопроводностью газа вызывает нестабильность нулевой линии детектора теплопроводности, а также частичную или полную инверсию пика. Частичная инверсия состоит в том, что при возрастании тока накала нити, температуры корпуса детектора или скорости газа края пика и его середина начинают отклоняться в разные стороны от нулевой линии ( У-образный пик) в дальнейшем происходит полная инверсия пика, наступление которой зависит также от величины пробы. Наиболее полное объяснение инверсии состоит в следующем. Скорость потери тепла нитью детектора определяется как теплопроводностью, так и принудительной конвекцией. В газах-носителях с высокой теплопроводностью, например в гелии, который обычно используется в аналитической хроматографии, сигнал детектора определяется только теплопроводностью н не зависит от потока газа, и детектор работает как чисто копцентрацгюнный. При использовании в качестве газа-носнтеля азота вклад принудительной конвекции становится значительным и сигнал детектора существенно зависит от потока газа. [c.272]

Влияние скорости натекающего потока изучено в работах Ластрина и др. [46, с. 935], исследовавших вынужденную конвекцию в различной окислительной среде, Хирано и Сато [53], рассмотревших воздействие внешнего теплового потока, и др. Опыты показали, что VpJJ возрастает одновременно с ростом скорости потока до критического значения, а затем падает. Ниже критических значений справедлива эмпирическая корреляция Урп При этом ш = 1,52,5 и не зависит от того,вынужденная или естественная конвекция. РП изучено в широком интервале скоростей натекающего потока окислителя щ от 150 до —50 см/с (отрицательные значения относятся к РП снизу вверх). В области г < < О Ури быстро растет с и ., а при Мг О практически не меняется. При высоких значениях Мг( 100 см/с) пламя срывается и его распространение прекращается. Характер указанных зависимостей не меняется и в условиях воздействия внешнего теплового потока, который сказывается лишь в некотором увеличении и предельных значений [c.31]

Для осевой зоны рифтов характерен вынос тепла гидротермальными струями, которые имеют высокие скорости выхода жидкости на поверхность дна. Как показывают оценки, общий вынос тепла в них составляет всего около 10% гидротермальных потерь через океаническое дно [411]. Напротив, вне осевой зоны диффузная конвекция в пористой коре характеризуется гораздо меньшими скоростями движения жидкости, но распространена довольно широко, и на ее долю приходится 90% гидротермальных теплопотерь [411]. Наблюдения показывают, что восходящее движение горячих вод в осевой зоне представляет собой локальные выходы гидротермальных струй на поверхность дна, тогда как нисходящее течение для тех же вод - это медленное диффузное просачивание холодных морских вод через эффективно пористую океаническую кору и системы трещин. В отличие от струй выхода горячих вод нисходящее течение имеет большую площадь сбора, преимущественно во внеосевой области. Остается ва кный вопрос, касающийся механизма фокусирования диффузного потока в отдельные струи. На биологические следствия диффузный поток оказывает гораздо большее влияние, чем отдельные гидротермальные струйные выходы. [c.176]

Опубликовано несколько исследований смешанно-конвектив-ных течений в вертикальных кольцевых каналах. Шервин [157] выполнил расчет теплового потока в условиях смешанной конвекции при полностью развитом ламинарном течении во входном сечении канала. Предложен критерий возникновения возвратного течения. Представлены профили скорости и температуры, а также значения числа Нуссельта для кольцевого канала с отношением радиусов внутренней и наружной стенок, равным 3. В работе [92] проведено обобщение результатов Шервина на более высокие числа элея и, кроме того, представлены данные измерения теплового потока для канала, на внутренней стенке которого была обеспечена постоянная плотность [c.638]

Отмечая, что прямых измерений скорости свободного роста монокристаллов в области высоких дисперсностей и малых пересыщений почти нет, С. 3. Рогинский тем не менее в качестве одного из немногочисленных примеров приводит данные Жигмонди и Гюккеля [361] но исследованию скорости роста частиц золей золота в растворах. Вопреки ожиданию, эти авторы наблюдали увеличение скорости роста по мере увеличения размера частиц. Они объясняют отклонение от линейности отравляющим действием примесей, влияющих сильнее на малые кристаллы, чем на большие. Здесь же С. 3. Рогинский ссылается на работы Шубникова, который исследовал рост кристаллов разных довольно крупных измеряющихся миллиметрами размеров, растущих в идентичных условиях и одновременно на дне сосуда. Шубников наблюдал несколько повышенную скорость роста более крупных кристаллов и объясняет это тем, что для кристаллов большей величины более выгодны условия конвекции. А. В. Шубников [362], постулировал ускорение концентрационных потоков, идущих от растущего кристалла при увеличении сечения последнего из-за изменения отношения периметра сечения струи к ее площади. Эту точку зрения С. 3. Рогинский считает мало вероятной. Однако необходимо обратить внимание на то обстоятельство, что в приведенных примерах наблюдался коллективный, а не индивидуальный рост кристаллов. [c.95]